JP2007260853A - 非晶質ガラスの研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い表面平滑性及び高速な研磨速度を得ることのできる非晶質ガラスの研磨方法を提供する。
【解決手段】非晶質ガラスをラッピングすることによって発生した表面変質層を除去するために粗研磨する粗研磨ステップと、粗研磨した非晶質ガラスを精密に研磨する仕上げ研磨ステップと、を備え、前記仕上げ研磨ステップにおいて、大粒子からなる第一研磨剤と、小粒子からなる第二研磨剤と、を混合してなる研磨液を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、非晶質（アモルファス）ガラスの研磨方法に関する。

近年、磁気ディスクの小型・高密度化に伴い、表面平滑性及び機械的強度が優れたガラスディスクを情報記録媒体用ディスクとして利用することが多くなっている。情報記録媒体用ガラスディスクは、ガラスディスクの表裏の記録面をラッピング加工したあと研磨加工することが行われている。

情報記録媒体用ガラスディスクとしては、非晶質（アモルファス）ガラスと結晶化ガラスとが用いられている。

従来、非晶質ガラスの研磨には、酸化セリウムや酸化アルミニウム等の研磨剤が単独で使用されていた。高い表面平滑性を得るためには、研磨剤の粒子径を小さくすればよいが、研磨剤の粒子径を小さくすると、研磨速度が落ちてしまうという問題がある。

ところで、結晶化ガラスの研磨方法として、酸化セリウムとコロイダルシリカとを混合して用いることが開示されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。

しかしながら、特許文献１に開示された結晶化ガラスの研磨方法において、酸化セリウムとコロイダルシリカとを混合した研磨剤を用いているのは、メカノケミカル作用を有する酸化セリウムによってガラス相（非晶質相）を研磨するとともに、メカニカルな作用を有するコロイダルシリカによってセラミックス相（結晶相）を研磨するためである。つまり、特許文献１の研磨方法は、軟質なガラス相の中に硬質な微小セラミックス相（結晶相）が分散されているという不均質な構造を有する結晶化ガラスにおいて、二つの相の性状に応じた、すなわち非晶質相及び結晶相に対する研磨作用の役割を分担させた、適切な二種類の研磨剤を配合するというものである。したがって、ガラス相（非晶質相）に対する酸化セリウムの使用は、メカノケミカル作用を有する酸化セリウムとあるように、酸化セリウムのケミカルな特性を主として利用しているとともに、セラミックス相（結晶相）に対するコロイダルシリカの使用は、メカニカルな作用を有するコロイダルシリカとあるように、コロイダルシリカが硬質であるという特性を利用している。
特開２００２−１５０５４８号公報

したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、高い表面平滑性及び高速な研磨速度を得ることのできる非晶質ガラスの研磨方法を提供することである。

課題を解決するための手段および作用・効果

上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、以下の非晶質ガラスの研磨方法が提供される。

すなわち、本発明に係る非晶質ガラスの研磨方法は、
非晶質ガラスをラッピングすることによって発生した表面変質層を除去するために粗研磨する粗研磨ステップと、
粗研磨した非晶質ガラスを精密に研磨する仕上げ研磨ステップと、
を備え、
前記仕上げ研磨ステップにおいて、大粒子からなる第一研磨剤と、小粒子からなる第二研磨剤と、を混合してなる研磨液を用いることを特徴とする。

上記方法によれば、均質なガラス相という一相だけからなる非晶質ガラスの研磨において、大粒子からなる第一研磨剤と、小粒子からなる第二研磨剤と、を混合した異なった２種類のサイズの研磨剤を含んでなる研磨液を用いることにより、小粒子からなる第二研磨剤が主として高い表面平滑性を得ることに寄与し、大粒子からなる第一研磨剤が主として高速な研磨速度を得ることに寄与する。したがって、高い表面平滑性と高速な研磨速度との両方を達成することができる。

好適には、第一研磨剤のサイズが０．１乃至１μｍであり、第二研磨剤のサイズが０．０１乃至０．２μｍである。

具体的には、第一研磨剤が酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、又は酸化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも一つのものであり、第二研磨剤がコロイダルシリカである。

具体的には、研磨液中の第一研磨剤と第二研磨剤との重量比は、３乃至５対１である。

粗研磨ステップでは、高速な研磨速度を得るために、大粒子からなる第一研磨剤を用いる。

以下に、本発明に係る非晶質ガラスの研磨方法の一実施形態を詳細に説明する。

本発明において研磨加工される非晶質ガラスの素板は、例えば、ハードディスクドライブに内蔵される磁気記録用ガラスディスクに使用されるものであって、１．８インチサイズのものや２．５インチサイズのものである。非晶質ガラスの材質としては、ソーダライムガラス、ソーダカリガラス、ソーダアルミノケイ酸塩ガラス、アルミノボレートガラス、アルミノボロシリケートガラス（例えば、特開２００４−２７７２３０号公報を参照すること。）である。このような磁気記録用ガラスディスクの素板は、熔融ガラスを上下の金型を用いてプレス成形される。

アルミノボロシリケートガラスからなる磁気記録用ガラスディスクの素板は、両面ラッピング装置を用いて、平均粒径１１．５μｍのＧＣ砥粒で約６０分間ラッピングして、表面粗さＲｍａｘが約６μｍを有する所望のガラスディスクに近似した形状にラッピング加工される。

両面研磨用装置の定盤上に不織布製硬質研磨布を装着した後、ラッピングしたガラスディスクの素板を取付け、定盤を２０乃至６０ｒｐｍで回転させて、平均粒径約１乃至３μｍの酸化セリウムを約１０重量％の濃度に水で懸濁させたスラリーを供給しながら、約１５０ｇ／ｃｍ²の研磨荷重で６０分間粗研磨した。粗研磨時の研磨速度は、おおよそ０．５乃至１．５μｍ／分である。

次に、平均粒径約０．０５μｍのコロイダルシリカを４重量％の割合で、平均粒径約０．５μｍの酸化セリウムを１２重量％の割合で含有した研磨液を供給しながら約６０ｇ／ｃｍ²の研磨荷重で１５分間仕上げ研磨して磁気記録用ガラスディスクとした。仕上げ研磨時の研磨速度は、おおよそ０．１乃至０．３μｍ／分である。なお、好適なコロイダルシリカの平均粒径は、約０．０１乃至０．２μｍであり、好適な酸化セリウムの平均粒径は、約０．１乃至１．０μｍである。好適には、研磨液中には、大粒子である第一研磨剤としての酸化セリウムが５乃至１５重量％、小粒子である第二研磨剤としてのコロイダルシリカが２乃至１０重量％が含まれている。酸化セリウムとコロイダルシリカとの重量比は、好適にはおおよそ３乃至５対１である。また、大粒子である酸化セリウムと小粒子であるコロイダルシリカと大きさの比は、研磨効率及び表面平滑性の観点から、好適にはおおよそ３乃至５対１である。

仕上げ研磨した磁気記録用ガラスディスクの平均表面粗度（Ｒａ）を触針式表面粗さ計で測定したところ、平均表面粗度（Ｒａ）が約５ｎｍであった。

比較のために、平均粒径約０．０５μｍのコロイダルシリカだけを３０重量％含有する研磨液を用いて、上記と同様の粗研磨済みのガラスディスクを６０分間仕上げ研磨した。その結果、研磨速度が約０．０４μｍ／分であり、平均表面粗度（Ｒａ）が約９ｎｍであった。

本願発明に係る研磨方法によって得られた結果と比較例に係る研磨方法で得られた結果とを対比すると、本願発明に係る研磨方法が、高い表面平滑性と高速な研磨速度との両方を達成していた。

上記実施形態では、仕上げ研磨用の第一研磨剤として酸化セリウムだけを用いたが、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、又は酸化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも一つのものを仕上げ研磨用の第一研磨剤として用いることができる。

Claims (5)

1. 非晶質ガラスをラッピングすることによって発生した表面変質層を除去するために粗研磨する粗研磨ステップと、
   粗研磨した非晶質ガラスを精密に研磨する仕上げ研磨ステップと、
   を備え、
   前記仕上げ研磨ステップにおいて、大粒子からなる第一研磨剤と、小粒子からなる第二研磨剤と、を混合してなる研磨液を用いることを特徴とする、非晶質ガラスの研磨方法。
2. 第一研磨剤のサイズが０．１乃至１μｍであり、第二研磨剤のサイズが０．０１乃至０．２μｍであることを特徴とする、請求項１記載の非晶質ガラスの研磨方法。
3. 第一研磨剤が酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、又は酸化ジルコニウムの中から選ばれた少なくとも一つのものであり、第二研磨剤がコロイダルシリカであることを特徴とする、請求項１記載の非晶質ガラスの研磨方法。
4. 前記研磨液中の第一研磨剤と第二研磨剤との重量比は、３乃至５対１であることを特徴とする、請求項１記載の非晶質ガラスの研磨方法。
5. 前記粗研磨ステップでは、大粒子からなる第一研磨剤を用いることを特徴とする、請求項１記載の非晶質ガラスの研磨方法。